(57)【要約】【課題】車両の直進時におけるトルクを低減でき、かつ、コーナリング時の肩乗り上げを防止できる車軸用複列アンギュラ玉軸受を提供する。【解決手段】外輪１１の軌道溝２１の曲率半径を、変曲点β１を含む径方向の平面を境にして中央部側で玉径の５０.５％から５２.０％の間に設定し、かつ、端部側で玉径の５５％から６５％の間に設定する。また、内輪１２の軌道溝３１の曲率半径を、変曲点β２を含む径方向の平面を境にして中央部側で玉径の５５％から６５％の間に設定し、かつ、端部側で玉径の５０.５％から５２.０％の間に設定する。車両の直進時に、内外輪１１,１２の曲率が小さい軌道溝部分に玉１３が接触するように、玉１３の位置を設定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に２列の軌道溝を設けた外輪と、上記外輪の軌道溝に対向するように、外周面に２列の軌道溝を設けた内輪と、上記互いに対向する軌道溝の間に配置された玉とを備える車軸用複列アンギュラ玉軸受において、
上記外輪の軌道溝の曲率は、軸方向の端部側の曲率が小さく、かつ、軸方向の中央部側の曲率が大きい複合曲率であり、
かつ、上記内輪の軌道溝の曲率は、軸方向の端部側の曲率が大きく、かつ、軸方向の中央部側の曲率が小さい複合曲率であることを特徴とする車軸用複列アンギュラ玉軸受。
【請求項２】
請求項１に記載の車軸用複列アンギュラ玉軸受において、
上記玉は、セラミック製であることを特徴とする車軸用複列アンギュラ玉軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車軸用複列アンギュラ玉軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車軸用複列アンギュラ玉軸受としては、実用新案登録第２５７７１０８号公報（特許文献１）に記載されたものがある。上記車軸用複列アンギュラ玉軸受は、外輪と内輪とを備え、上記外輪の内周面に設けられた２列の軌道溝と、上記内輪の外周面に設けられた２列の軌道溝の間に、複数の玉を配置している。上記車軸用複列アンギュラ玉軸受の外輪および内輪の軌道溝の曲率は、単一曲率になっている。上記車軸用複列アンギュラ玉軸受は、車軸と共に回転するホイールを車体側部材に対して回転自在に支持している。
【０００３】
しかしながら、上記従来の車軸用複列アンギュラ玉軸受では、内輪および外輪の曲率が単一であるため、もし、この単一の曲率を小さくすると、上記玉と上記軌道溝との接触楕円が小さいため、直進時のトルクが小さくなって、車両の燃費が小さくなるという利点を有するが、コーナリング時に玉が軌道溝から外れて、所謂、肩乗り上げが発生するという欠点が生じる。
【０００４】
一方、上記軌道溝の単一の曲率を大きくすると、コーナリング時の肩乗り上げを防止できるという利点を有するが、直進時の上記玉と上記軌道溝との接触楕円が大きくなるため、トルクが大きくなって、燃費が悪くなるという欠点が生じる。
【特許文献１】実用新案登録第２５７７１０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、本発明の目的は、車両の直進時におけるトルクを低減でき、かつ、コーナリング時の肩乗り上げを防止できる車軸用複列アンギュラ玉軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の車軸用複列アンギュラ玉軸受は、
内周面に２列の軌道溝を設けた外輪と、上記外輪の軌道溝に対向するように、外周面に２列の軌道溝を設けた内輪と、上記互いに対向する軌道溝の間に配置された玉とを備える車軸用複列アンギュラ玉軸受において、
上記外輪の軌道溝の曲率は、軸方向の端部側の曲率が小さく、かつ、軸方向の中央部側の曲率が大きい複合曲率であり、
かつ、上記内輪の軌道溝の曲率は、軸方向の端部側の曲率が大きく、かつ、軸方向の中央部側の曲率が小さい複合曲率であることを特徴としている。
【０００７】
尚、この明細書では、軌道溝を、直進時およびコーナリング時に玉が走行する領域とし、軸受の中央部分にある玉が走行しない円筒面等を、軌道溝に含めないものとする。
【０００８】
本発明の車軸用複列アンギュラ玉軸受によれば、上記外輪の軌道溝の軸方向の端部側の曲率を小さくすると共に、上記内輪の軌道溝の軸方向の中央部側の曲率を小さくしたので、運転時の大部分を占める直進時に、上記外輪および内輪の曲率が小さい軌道溝部分に上記玉が接触するように上記玉の位置を設定することによって、直進時に、上記玉と上記軌道溝との接触楕円を小さくできて、直進時に、玉と上記軌道溝との間に生じる摩擦力を小さくできる。したがって、直進時のトルクを低減できて、車両の燃費を大幅に低減できる。
【０００９】
また、本発明の車軸用複列アンギュラ玉軸受によれば、上記外輪の軌道溝の軸方向の中央部側の曲率を大きくすると共に、上記内輪の軌道溝の軸方向の端部側の曲率を大きくしたので、上記玉が、車両のコーナリング時に、外輪の軌道溝の軸方向の中央部側かつ内輪の軌道溝の軸方向の端部側に移動しても、移動した玉を上記外輪および内輪の曲率が大きい軌道溝部分で抱くことができる。したがって、車両のコーナリング時に、上記玉の肩乗り上げが起きることがない。
【００１０】
また、一実施形態の車軸用複列アンギュラ玉軸受は、上記玉が、セラミック製であることを特徴としている。
【００１１】
上記実施形態の車軸用複列アンギュラ玉軸受によれば、上記玉をセラミック製にしたので、上記玉の剛性をスチール製よりも高くできて、玉と軌道溝との接触楕円を小さくできる。したがって、玉が組み込まれた状態でかかる予圧にばらつきが生じても、上記玉を、車両の直進時に軌道溝の曲率が小さい部分に確実に接触させることができるので、直進時のトルクを確実に低減できて、燃費を確実に低減できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の車軸用複列アンギュラ玉軸受によれば、上記外輪の軌道溝の軸方向の端部側の曲率を小さくすると共に、上記内輪の軌道溝の軸方向の中央部側の曲率を小さくしたので、上記玉が、運転時の大部分を占める直進時に外輪および内輪の曲率が小さい軌道溝部分に接するように設定することによって、玉と軌道溝の接触楕円を直進時に小さくできる。したがって、直進時のトルクを低減できて、車両の燃費を大幅に低減できる。
【００１３】
また、本発明の車軸用複列アンギュラ玉軸受によれば、上記外輪の軌道溝の軸方向の中央部側の曲率を大きくすると共に、上記内輪の軌道溝の軸方向の端部側の曲率を大きくしたので、上記玉が、車両のコーナリング時に、外輪の軌道溝の軸方向の中央部側かつ内輪の軌道溝の軸方向の端部側に移動しても、移動した玉を上記外輪および内輪の曲率が大きい軌道溝部分で抱くことができて、車両のコーナリング時の玉の肩乗り上げを防止できる。
【００１４】
また、一実施形態の車軸用複列アンギュラ玉軸受によれば、玉をセラミック製にしたので、上記玉の剛性をスチール製の玉よりも高くできて、玉と軌道溝との接触楕円を小さくできる。したがって、車両の直進時に内外輪の曲率が小さい軌道溝部分に玉を確実に接触させることができて、直進時のトルクを確実に低減でき、燃費を確実に低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態の車軸用複列アンギュラ玉軸受の軸方向の断面図である。この車軸用複列アンギュラ玉軸受は、外輪１１と内輪１２とを備え、外輪１１の内周面に設けられた２列の軌道溝２１,２２と、内輪１２の外周面における外輪１１の軌道溝２１,２２の対向位置に設けられた２列の軌道溝３１,３２との間に、保持器１４によって保持されたセラミック製の玉１３を複数配置している。上記外輪１１の内周面の二つの軌道溝２１,２２と内輪１２の外周面の二つの軌道溝３１,３２は、夫々略左右対称に形成されている。
【００１７】
上記外輪１１は、車両の車体側部材に嵌合または連結され、内輪１２は、図示しないハブ輪を介して車両の駆動輪車軸の外径部に嵌合されている。
【００１８】
軸方向の両端部の外輪１１の内周面と内輪１２の外周面の間には、シール部材１５が配置されている。このシール部材１５は、外輪１１および内輪１２の軌道溝２１,２２,３１,３２や玉１３を外部に対してシールしている。
【００１９】
図２に、車両の直進時における上記車軸用複列アンギュラ玉軸受の玉１３と内外輪１１,１２の軌道溝２１,３１との位置関係を示す。
【００２０】
図２に示す線分Ａは、玉１３の中心を通って径方向に延びる直線であり、線分Ｂは、玉１３と内外輪１１,１２との接触線である。
【００２１】
図２に示すβ１は、図２の断面図において外輪１１の軌道溝２１の曲率が変わる変曲点になっている。上記外輪１１の軌道溝２１は、β１を含む径方向の平面を境にして中央部側の曲率半径が、玉１３の玉径の５０.５％から５２.０％（好ましくは、５１.０％から５１.５％）の間に設定され、端部側の曲率半径が、玉１３の玉径の５５％から６５％（好ましくは、５９.７５％から６０.２５％）の間に設定されている。また、図２に示す線分Ｃは、変曲点β１と、外輪１１の軸方向の端部側の曲率が小さい軌道溝部分の曲率中心とを結ぶ直線であり、線分Ｃが線分Ａと成す角度であるθ１は、図２にθ３で示す接触角よりも大きな角度に設定されている。この実施形態では、上記θ１は、略３１°に設定され、θ３は、２９°から３０°の間の角度に設定されている。
【００２２】
一方、図２に示すβ２は、図２の断面図において内輪１２の軌道溝３１の曲率が変わる変曲点になっている。上記内輪１２の軌道溝３１は、β２を含む径方向の平面を境にして中央部側の曲率半径が、玉１３の玉径の５５％から６５％（好ましくは、５９.７５％から６０.２５％）の間に設定され、端部側の軌道溝部分の曲率半径が、玉１３の玉径の５０.５％から５２.０％（好ましくは、５１.０％から５１.５％）の間に設定されている。また、図２に示す線分Ｄは、変曲点β２と、内輪１２の軸方向の中央部側の曲率が小さい軌道溝部分の曲率中心とを結ぶ直線であり、線分Ｄが線分Ａと成す角度であるθ２は、略３１°に設定されている。
【００２３】
上記接触角θ３が２９°から３０°の間に設定されていることから、図２に示すように、玉１３は、車両の直進時において、内外輪１１,１２の軌道溝３１,２１の曲率が小さい軌道溝部分と接している。尚、上記β１とβ２の３次元空間における集合は、夫々周方向に延びる一つの円周になっている。
【００２４】
上記実施形態の車軸用複列アンギュラ玉軸受では、曲率が小さい方の軌道溝部分の曲率半径を、玉径の５５％から６５％にしたが、曲率が小さい方の軌道溝部分の曲率半径を、玉径の５５％よりも小さくすると、車両の直進時のトルクの低減効果がなくなることが実験によりわかっている。また、曲率が小さい方の軌道溝部分の曲率半径を、玉径の６５％よりも大きくすると、玉と軌道溝との接触楕円が非常に小さくなって、玉と軌道溝との間の面圧が過大になって、軌道溝の剥離が頻繁に起こるようになる。
【００２５】
上記実施形態の車軸用複列アンギュラ玉軸受によれば、外輪１１の軌道溝２１,２２の軸方向の端部側の曲率を小さくすると共に、内輪１２の軌道溝３１,３２の軸方向の中央部側の曲率を小さくし、かつ、車両の直進時に、玉１３が上記内外輪１１,１２の曲率が小さい軌道溝部分に接触するようにしたので、直進時に、玉１３と内外輪１１,１２の軌道溝２１,３１および２２,３２との接触楕円が小さくなって、直進時に、玉１３と内外輪１１,１２の軌道溝２１,３１および２２,３２との間に生じる摩擦力が小さくなる。したがって、直進時のトルクを低減できて、車両の燃費を大幅に低減できる。
【００２６】
また、上記実施形態の車軸用複列アンギュラ玉軸受によれば、外輪１１の軌道溝２１,２２の軸方向の中央部側の曲率を大きくすると共に、内輪１２の軌道溝３１,３２の軸方向の端部側の曲率を大きくしたので、車両のコーナリング時に、玉１３が、外輪１１の軌道溝２１,２２の軸方向の中央部側かつ内輪１２の軌道溝３１,３２の軸方向の端部側に移動しても、移動した玉１３を外輪１１および内輪１２の曲率が大きい軌道溝部分で抱くことができる。したがって、車両のコーナリング時に、玉１３の肩乗り上げが起きることがない。
【００２７】
また、上記実施形態の車軸用複列アンギュラ玉軸受によれば、玉１３をセラミック製にしたので、玉１３の剛性が高くなって、玉１３と軌道溝２１,２２,３１,３２との接触楕円が、スチール製の玉を使用したときよりも小さくなる。したがって、玉が組み込まれた状態でかかる予圧のばらつきによって、内外輪１１,１２と玉１３との間の負隙間の大きさにばらつきが生じて、玉１３の直進時の接触位置が、所定位置より曲率が大きな軌道溝部分の方に移動しても、玉１３と軌道溝２１,２２,３１,３２との接触楕円が軌道溝２１,２２,３１,３２の曲率が大きな部分と小さな部分の間にまたがることがなくて、車両の直進時に、玉１３を軌道溝２１,２２,３１,３２の曲率が小さい部分に確実に接触させることができる。したがって、直進時のトルクを確実に低減できて、燃費を確実に低減できる。
【００２８】
尚、上記実施形態の車軸用複列アンギュラ玉軸受では、軸方向の断面図における変曲点β１の位置を決定する線分Ｃが線分Ａと成す角度であるθ１と、軸方向の断面図における変曲点β２の位置を決定する線分Ｄが線分Ａと成す角度であるθ２を、共に略３１°に設定したが、θ１とθ２の値は、３１°に限られるものではなく、θ１とθ２を、如何なる角度に設定しても良い。また、θ１とθ２を、同じ角度にする必要もない。
【００２９】
また、上記実施形態の車軸用複列アンギュラ玉軸受では、セラミック製の玉１３を採用したが、この実施形態の車軸用複列アンギュラ玉軸受では、スチール製の玉を採用しても良い。
【００３０】
また、上記実施形態の車軸用複列アンギュラ玉軸受では、軸方向の断面図における内外輪１１,１２の軌道溝２１,２２,３１,３２において、夫々内外輪１１,１２に変曲点β１,β２を一つずつ形成して、内輪１２においては、β２を含む径方向の平面を境にして、軌道溝３１,３２の軸方向の端部側の曲率を大きくすると共に、軸方向の中央部側の曲率を小さくし、外輪１１においては、β１を含む径方向の平面を境にして、軌道溝２１,２２の軸方向の端部側の曲率を小さくすると共に、軸方向の中央部側の曲率を大きくしたが、この発明の車軸用複列アンギュラ玉軸受では、内輪の軌道溝の軸方向の端部側の曲率が大きくて軸方向の中央部側の曲率が小さく、かつ、外輪の軌道溝の軸方向の端部側の曲率が小さくて軸方向の中央部側の曲率が大きいという条件を満たす内外輪の軌道溝であれば、軸方向の断面における内外輪の軌道溝に、変曲点を３つ以上設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態の車軸用複列アンギュラ玉軸受の軸方向の断面図である。
【図２】上記断面図の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００３２】
１１  内輪
１２  外輪
１３  玉
２１,２２,３１,３２  軌道溝
【図１】
2007198501.tif 000003
【図２】
2007198501.tif 000004